El trabajo liderado por científicos en Estados Unidos ha propuesto que la presencia de familias genéticas específicas, conocidas como parálogos universales, podría revelar pistas sobre cómo era la vida en el planeta mucho antes del surgimiento del conocido último ancestro común universal. El medio Cell Genomics reportó que este enfoque innovador parte de la investigación encabezada por Aaron Goldman del Oberlin College, Greg Fournier del MIT y Betül Kaçar de la Universidad de Wisconsin-Madison, quienes publicaron recientemente sus hallazgos.
Según detalló Cell Genomics, toda la vida en la Tierra, desde bacterias hasta plantas y animales, desciende de un ancestro que existió hace aproximadamente cuatro mil millones de años. Este organismo, denominado último ancestro común universal, constituye el punto más antiguo desde el que la ciencia puede rastrear características fundamentales compartidas por todos los seres vivos. Investigaciones previas ya habían establecido que aspectos esenciales como la membrana celular y el material genético en forma de ADN existían en aquel tiempo. Por esta razón, cualquier intento por remontarse a etapas aún anteriores de la evolución debía buscar nuevas aproximaciones.
El equipo que publicó el artículo en Cell Genomics desarrolló un método que permite explorar esa historia evolutiva más antigua mediante el estudio de los llamados parálogos universales. Estos son familias de genes que presentan al menos dos versiones diferentes dentro del mismo genoma y que se encuentran en prácticamente todos los organismos actuales. Goldman afirmó al medio especializado que “aunque el último ancestro común universal es el organismo más antiguo que podemos estudiar desde una perspectiva evolutiva, algunos genes de su genoma son incluso más antiguos”.
De acuerdo con Cell Genomics, la existencia de estos parálogos universales implica que la duplicación génica debió suceder antes del surgimiento del último ancestro común universal. A partir de una copia original, errores de replicación dieron origen a varias variantes, cada una con funciones diferenciadas a lo largo de millones de años. Como ejemplo, mencionan la familia génica de la hemoglobina humana, que actualmente cuenta con ocho variantes, todas descendientes de una única versión ancestral detectada hace unos ochocientos millones de años.
En el caso de los parálogos universales, la presencia de al menos dos copias en la mayoría de los organismos vivos sugiere que su origen remonta a duplicaciones preexistentes al último ancestro común universal y que ambas versiones se preservaron a lo largo de la evolución. Fournier, citado por Cell Genomics, indicó que “la historia de estos parálogos universales constituye la única información disponible sobre esos linajes celulares primitivos; por eso, es fundamental analizarlos minuciosamente”.
El artículo también precisa que cada uno de los parálogos universales identificados hasta hoy guarda relación con funciones críticas: por un lado, en la producción de proteínas; por otro, en los procesos de transporte molecular a través de las membranas celulares. Este patrón indica que tales capacidades aparecen entre los primeros mecanismos presentes en la vida primitiva.
Por recomendación de los propios autores, un análisis exhaustivo de estos genes ancestrales resulta necesario para entender mejor las primeras etapas de la evolución. El laboratorio liderado por Goldman estudió exhaustivamente un parálogo universal que contribuye a la incorporación de proteínas y enzimas a las membranas celulares. Utilizando técnicas de biología evolutiva y biología computacional, reconstruyeron la versión ancestral de una proteína clave. Comprobaron que la forma primitiva de esta proteína era capaz de unirse tanto a la membrana celular como a la maquinaria de síntesis de proteínas, lo que sugiere que pudo facilitar la integración de proteínas sencillas a primitivas membranas celulares.
Betül Kaçar, citada en Cell Genomics, señaló que “seguir la ruta de los parálogos universales permite vincular los primeros episodios de la vida en la Tierra con los métodos científicos disponibles hoy”, y valoró la posibilidad de convertir incógnitas fundamentales de la biología y la evolución en descubrimientos comprobables.
Los investigadores consideran que el desarrollo continuo de herramientas computacionales y de inteligencia artificial hará posible identificar nuevos parálogos universales y esclarecer con mayor precisión la historia y funcionalidad de estos genes ancestrales. Cell Genomics explica que hardware y software diseñados para el tratamiento de datos genéticos están transformando el campo. A su entender, esto podría permitir a los científicos avanzar en la reconstrucción de miembros genéticos y procesos celulares que existieron antes del origen del último ancestro común universal.
Además, los resultados sugieren que las implicaciones de este enfoque no se limitan solo a la biología evolutiva, pues entender la formación de los primeros mecanismos celulares podría aportar nuevas perspectivas sobre los orígenes de la vida y abrir interrogantes sobre la posibilidad de vida en otros entornos fuera de la Tierra.
La comunidad científica ha considerado que el descubrimiento y estudio de los parálogos universales representa una estrategia prometedora para indagar en etapas poco accesibles de la historia de la vida. Los especialistas del equipo enfatizaron que hace falta aprovechar los avances en inteligencia artificial para analizar grandes volúmenes de información genética y desentrañar patrones evolutivos difíciles de percibir a simple vista.
En conclusión, la investigación publicada en Cell Genomics expone un camino alternativo para investigar los orígenes evolutivos de la vida, utilizando familias genéticas extraordinariamente antiguas como ventanas al pasado más remoto. La integración de métodos computacionales avanzados se perfila como factor decisivo para que, en el futuro, sea posible comprender con mayor claridad cómo aparecieron los mecanismos fundamentales que sostienen la vida.
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